Tái chế pin – Hình ảnh khối vật liệu màu đen sau khi nghiền nhỏ – Quy trình xử lý vật liệu pin lithium-ion

Tái chế pin: nghiền nhỏ, phân tách và xử lý khối đen.

Chuẩn bị mẫu cơ học và phát triển quy trình cho pin lithium-ion

Trong quá trình tái chế pin, xử lý cơ học là một bước quan trọng để tạo ra sản phẩm trung gian có thể sử dụng được – gọi là khối đen – từ pin lithium-ion đã qua sử dụng. Các bước xử lý điển hình bao gồm xả an toàn, tháo rời, nghiền nhỏ, sàng lọc, tách từ tính và tách các thành phần nhôm, đồng, nhựa và vật liệu hoạt tính. Đối với các phòng thí nghiệm, nhà máy thí điểm và phát triển quy trình, kích thước hạt có thể tái tạo, dòng vật liệu được xác định rõ ràng và phân chia mẫu sạch là rất cần thiết. LITech hỗ trợ chuỗi quy trình này với các máy móc để nghiền sơ bộ, nghiền mịn và chuẩn bị mẫu đại diện.

Kiểm tra tài liệu của tôi

LITech AI

Lợi ích thiết thực của quá trình tái chế pin

Việc nghiền nhỏ có kiểm soát các loại pin đã qua sử dụng tạo điều kiện cho các phân tích đáng tin cậy, phát triển quy trình an toàn và thu hồi kinh tế các nguyên liệu thô quan trọng. Nó được sử dụng để cung cấp chất nền đen cho các quy trình thủy luyện, để đặc trưng hóa dòng vật liệu, để thiết kế các nhà máy thí điểm và để mở rộng quy mô các quy trình tái chế từ phòng thí nghiệm lên quy mô nhà máy thí điểm hoặc sản xuất.

Dữ liệu vật liệu cho việc tái chế pin

Trọng tâm chủ yếu là pin lithium-ion đã qua sử dụng từ sản xuất, điện tử, lưu trữ năng lượng hoặc xe điện. Vật liệu này có cấu trúc không đồng nhất và, tùy thuộc vào thành phần hóa học của pin, chứa các vật liệu hoạt tính, lá kim loại, chất dẻo, cặn điện phân và các thành phần vỏ. Thành phần hóa học của pin, năng lượng còn lại, thành phần hạt, hàm lượng kim loại và sản phẩm cuối cùng mong muốn là những yếu tố đặc biệt quan trọng trong việc thiết kế quy trình tái chế.

bất động sản	giá trị
Anwendungsfall	Tái chế cơ học pin lithium-ion đã qua sử dụng
Các thuật ngữ thay thế	Tái chế pin lithium-ion, tái chế pin lithium-ion, xử lý vật liệu phế thải.
Các thành phần điển hình	Pin, mô-đun, pin phế phẩm, pin điện tử, pin xe điện
Vật liệu tái chế có liên quan	Liti, niken, coban, mangan, đồng, nhôm, than chì
Các chất đi kèm thiết yếu	Nhựa, màng ngăn, vật liệu vỏ, cặn điện phân
Đặc tính vật chất	Hỗn hợp không đồng nhất, đa thành phần, chứa kim loại và polyme.
Thuộc tính quan trọng của quy trình	Năng lượng còn lại và rủi ro an toàn trước khi nghiền
Đặc điểm liên quan đến sự tách biệt	Kích thước hạt, mật độ, độ từ hóa, thành phần vật liệu
Mục tiêu của gia công cơ khí	Sự hòa tan các hợp chất và tạo ra các phân đoạn xác định hoặc khối đen.
Dấu	Thành phần và hành vi phụ thuộc rất nhiều vào hóa học và cấu trúc tế bào.

Quá trình tái chế pin trong gia công cơ khí diễn ra như thế nào?

Trước khi tiến hành thu hồi kim loại thực tế, pin được xả điện an toàn và – tùy thuộc vào thiết kế quy trình – được phân loại sơ bộ hoặc tháo rời. Tiếp theo là quá trình nghiền nhỏ có kiểm soát. Mục đích là để phá vỡ các thành phần vật liệu và cho phép phân tách theo quy trình xác định. Trong các bước tiếp theo, các thành phần vỏ và lá kim loại thô hơn được tách ra khỏi phần vật liệu hoạt tính mịn hơn. Phần mịn này thường được gọi trên thị trường là "khối đen" và sau đó được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào cho các quy trình thu hồi bằng phương pháp thủy luyện hoặc nhiệt luyện.

Bước xử lý	Ziel	Máy móc hoặc phương pháp điển hình	Kết quả điển hình
Dỡ hàng và chuẩn bị an toàn	Giảm thiểu rủi ro trước khi tái xử lý	Dỡ hàng, phân loại sơ bộ, tháo dỡ	Trạng thái khởi đầu an toàn cho quá trình
Xé nhỏ trước	Thu nhỏ các linh kiện lớn xuống kích thước có thể xử lý được.	Máy nghiền hàm hoặc máy nghiền sơ bộ phù hợp	Phân đoạn thô được xác định
Nghiền sơ cấp	Mở khóa các vật liệu composite	Máy nghiền búa	Giải phóng vật liệu hoạt tính cũng như các thành phần kim loại và nhựa.
Sàng lọc và phân loại	Phân tách các phần theo kích thước hạt.	Máy sàng hoặc sàng phân tích	Các phần thô và phần mịn
Tách từ tính	Tách các thành phần sắt từ	bộ tách từ	phần chứa sắt được tách ra
Phân tách phần mịn	Làm giàu khối đen	Sàng lọc và các bước tách tiếp theo	Phần mịn chứa hoạt chất
Nghiền mịn để phân tích	Đưa mẫu thí nghiệm về độ phân giải thích hợp để phân tích.	Máy nghiền đĩa rung	Mẫu vật chất lượng cao có thể tái tạo
Phân chia mẫu và đồng nhất hóa	Lấy một mẫu con đại diện.	Máy chia mẫu quay	Mẫu thí nghiệm có thể so sánh và tái tạo được

Các thông số quy trình điển hình trong quá trình tái chế pin.

Các thiết lập chính xác phụ thuộc rất nhiều vào định dạng tế bào, thành phần hóa học, khái niệm an toàn và sản phẩm mục tiêu. Đối với các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và nhà máy thí điểm, kích thước nguyên liệu đầu vào, kích thước hạt mục tiêu, thông lượng, các bước tách và tính đại diện mong muốn của mẫu là đặc biệt quan trọng. Bảng sau đây trình bày các giá trị hướng dẫn điển hình cho việc chuẩn bị cơ học và chuẩn bị mẫu.

Tham số	Giá trị điển hình hoặc giá trị hướng dẫn
Kích thước thức ăn trước khi nghiền sơ cấp	Có thể lên đến khoảng 30 mm đối với các phân đoạn đã được chuẩn bị.
Kích thước hạt mục tiêu của phần mịn cơ học	Khoảng 0,5 đến 2 mm
Thông lượng nghiền cơ học	Tùy thuộc vào quy mô từ phòng thí nghiệm đến nhà máy thí điểm, từ quy mô thử nghiệm đến vài trăm kg/giờ.
Yêu cầu an toàn	Chỉ sau khi dỡ hàng an toàn và có kế hoạch an toàn phù hợp.
Tiêu chí phân tách quan trọng	Kích thước hạt, mật độ, độ từ hóa, loại vật liệu
Mẫu phân tích tinh khiết	Tùy thuộc vào phương pháp, việc nghiền nhỏ đến độ mịn phù hợp cho phân tích là hoàn toàn khả thi.
Phân chia mẫu	Cần có mẫu đại diện và có thể tái tạo được.
Mục tiêu quy trình	Sản xuất khối vật liệu đen, phân tách, đặc tính vật liệu, phát triển quy trình

Các biến thể và giải pháp thay thế trong tái chế pin

Cơ học khô so với luyện kim sau gia công

Quá trình gia công cơ học chủ yếu nhằm mục đích phá vỡ các hợp chất vật liệu và tạo ra các phần tử nhỏ hơn để phục vụ cho các bước thu hồi tiếp theo. Quá trình thu hồi kim loại thực tế sau đó thường diễn ra bằng phương pháp thủy luyện hoặc nhiệt luyện. Giai đoạn gia công cơ học ảnh hưởng trực tiếp đến độ tinh khiết, tính đồng nhất và hiệu quả kinh tế của các quy trình tiếp theo.

Phòng thí nghiệm so với nhà máy thí điểm

Trong phòng thí nghiệm, trọng tâm là chuẩn bị mẫu có thể tái tạo, đặc tính vật liệu và phát triển quy trình. Tại các nhà máy thí điểm hoặc trên quy mô công nghiệp, năng suất, xử lý vật liệu đáng tin cậy và phân tách ổn định là tối quan trọng.

Sản xuất khối đen trực tiếp so với phân tách chọn lọc

Tùy thuộc vào mục tiêu, quy trình có thể được thiết kế để sản xuất khối vật liệu đen hiệu quả nhất có thể hoặc để phân tách thêm các lá kim loại, hàm lượng sắt, vỏ và vật liệu hoạt tính.

Những loại máy móc nào phù hợp cho việc tái chế pin?

Đối với việc nghiền thô và nghiền sơ bộ các thành phần pin cứng hoặc giòn, các máy móc chế biến mạnh mẽ như máy nghiền hàm hoặc máy nghiền búa là phù hợp. Máy nghiền đĩa hữu ích cho việc nghiền mịn nhanh các phần mẫu khô, xác định đến độ mịn phân tích. Nếu các thành phần dai, dạng sợi hoặc có chứa màng là trọng tâm chính, máy nghiền cắt có thể là một lựa chọn thay thế phù hợp. Để có kết quả thí nghiệm có thể lặp lại, việc chia mẫu đại diện – ví dụ, bằng máy chia mẫu quay – cũng được khuyến nghị.

Cỗ máy:
Thêm về Máy nghiền hàm

Chi phí:
Giá máy nghiền hàm

Cỗ máy:
Tìm hiểu thêm về máy nghiền búa

Chi phí:
Máy nghiền búa Price

Cỗ máy:
Tìm hiểu thêm về máy nghiền rung dạng đĩa

Chi phí:
Giá máy nghiền rung đĩa

Cỗ máy:
tiếp tục với các máy cắt

Chi phí:
Nhà máy cắt giá

Cỗ máy:
Tìm hiểu thêm về bộ chia mẫu xoay

Chi phí:
Giá của máy chia mẫu quay

Các câu hỏi kỹ thuật về tái chế pin và khối đen

Sử dụng LITech AI để giải đáp các câu hỏi về xử lý cơ học, khối lượng chất thải, các giai đoạn tách, kích thước hạt mục tiêu, máy móc phù hợp và các quy trình phòng thí nghiệm điển hình trong tái chế pin lithium-ion.

Câu hỏi thường gặp về tái chế pin

Chất cặn đen là một phần tử mịn chứa kim loại và các vật liệu hoạt tính từ quá trình tái chế pin lithium-ion. Tùy thuộc vào thành phần hóa học của pin, nó chứa, trong số những thành phần khác, lithium, niken, coban, mangan và than chì.

Quá trình nghiền nhỏ phá vỡ các hợp chất vật liệu, tăng diện tích bề mặt và cho phép tách vật liệu hoạt tính, lá kim loại, nhựa và các thành phần vỏ.

Các quy trình điển hình bao gồm dỡ hàng an toàn, tháo dỡ hoặc phân loại sơ bộ, nghiền nhỏ, sàng lọc, tách từ tính, phân đoạn và chia mẫu.

Máy nghiền hàm thích hợp cho các chi tiết cứng và giòn. Máy nghiền búa thường được sử dụng cho quá trình nghiền hiệu suất cao, gần với quy trình sản xuất.

Để sản xuất phân đoạn mịn hoặc khối đen, kích thước hạt thường được nhắm đến nằm trong phạm vi milimét thấp. Kích thước mục tiêu chính xác phụ thuộc vào thành phần hóa học của pin, khái niệm tách và quá trình xử lý tiếp theo.

Chỉ những mẫu phụ đại diện mới cung cấp các giá trị phân tích đáng tin cậy. Điều này đặc biệt quan trọng vì vật liệu pin không đồng nhất và chứa nhiều thành phần khác nhau.

Máy phay cắt rất hữu ích khi cần gia công các thành phần cứng, dạng sợi hoặc dạng màng như nhựa hoặc vật liệu phân tách.

Khối vật chất màu đen thu được, hay phần hạt mịn được xác định, sau đó thường được xử lý tiếp bằng phương pháp thủy luyện hoặc nhiệt luyện để thu hồi các kim loại quý.